北京市通州区位于北京市东南部，京杭大运河北端。东西宽36.5公里，南北长48公里，面积906平方公里。西临朝阳区、大兴区，北与顺义区接壤，东隔潮白河与河北省三河市、大厂回族自治县、香河县相连，南和天津市武清区、河北省廊坊市交界。紧邻北京中央商务区(CBD)，西距国贸中心13公里，北距首都机场16公里，东距塘沽港100公里，素有“一京二卫三通州”之称。

全区地处永定河、潮白河洪冲积平原，地势平坦，平均海拔高度20米。分布13条河流，总长245.3公里，主要河流有北运河、潮白河、凉水河、凤港减河。气候属温暖带大陆性半湿润季风气候区。